REKLAMA
Dr Tim Flohrer z ESA w Darmstadt omawia rosnące zagrożenie ze strony śmieci kosmicznych i pilne środki mające na celu zapewnienie zrównoważonych podróży kosmicznych
Co właściwie dzieje się ze sztucznymi statkami kosmicznymi, gdy przestają działać? Od 1957 roku na orbitę okołoziemską wystrzelono ponad 6000 satelitów, ale tylko około 800 z nich jest nadal sprawnych. Reszta krąży wokół Ziemi jako kosmiczne śmieci, wraz z uszkodzonymi częściami rakiet i innymi odpadami kosmicznymi. Według szacunków Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) obecnie na orbicie okołoziemskiej znajduje się ponad 700 000 takich obiektów, większych niż jeden centymetr, poruszających się z zawrotną prędkością. Dr Tim Flohrer kieruje Biurem ds. Śmieci Kosmicznych ESA w Darmstadt i jest kluczową postacią w dziedzinie bezpieczeństwa kosmicznego. W ramach swojej roli monitoruje powstawanie i rozprzestrzenianie się kosmicznych śmieci, analizuje potencjalne zagrożenia i opracowuje strategie mające na celu zmniejszenie ryzyka kolizji w kosmosie. Ważną częścią jego pracy jest koordynacja międzynarodowych działań i współpraca z naukowcami i inżynierami w celu promowania innowacyjnych technologii usuwania i zapobiegania kosmicznym śmieciom. Flohrer jest zaangażowany w uczynienie orbity bardziej zrównoważoną i zapewnienie bezpieczeństwa przyszłych misji kosmicznych. Rozmawialiśmy z nim w ESOC w Darmstadt.
Panie Flohrer, jak poważny jest obecnie problem śmieci kosmicznych i jak wpływa on na przyszłe wykorzystanie kosmosu?
Pod koniec lat 70. XX wieku naukowiec NASA Donald J. Kessler opublikował artykuł demonstrujący potencjał reakcji łańcuchowej zderzeń i fragmentacji obiektów kosmicznych. Początkowo temat ten miał charakter głównie naukowy. Później agencje kosmiczne i operatorzy coraz częściej zajmowali się tym zagadnieniem. W lutym 2009 roku doszło do pierwszej kolizji satelity na orbicie okołoziemskiej. To wydarzenie, jeśli nie wcześniej, zwróciło uwagę opinii publicznej na ten problem, a przez ostatnie dwa, trzy lata był on postrzegany jako problem środowiskowy, szczególnie przez młodsze pokolenie. W istocie, „śmieci kosmiczne” wpływają na podróże kosmiczne na wiele sposobów. Zderzenia mogą nie tylko prowadzić do awarii, ale także do znacznego wzrostu kosztów dla firm kosmicznych i stanowić poważne zagrożenie dla załogowych misji kosmicznych.
Jakie konkretne środki podejmuje ESA w celu ograniczenia lub wyeliminowania rosnącej ilości śmieci kosmicznych?
Jako organizacja międzyrządowa jesteśmy mocno zaangażowani w rozwój i rozwiązywanie tego problemu. Działamy w ten sposób jako wzór do naśladowania, dobry przykład dla innych operatorów. Przestrzeń kosmiczna nie jest już wyłącznie domeną naukową. Ponad 90% przestrzeni kosmicznej jest eksploatowane przez podmioty komercyjne; wystarczy pomyśleć o Elonie Musku (SpaceX). Ponad 100 państw korzysta z satelitów. Dzieje się tak, ponieważ koszty programów kosmicznych znacznie spadły. Dlatego w 2023 roku, opierając się na dziesięcioleciach pracy, wprowadziliśmy Kartę Zero Debris jako wytyczne mające na celu znaczące ograniczenie ilości śmieci kosmicznych na orbicie Ziemi i Księżyca do 2030 roku w ramach wszystkich przyszłych misji, programów i działań agencji. ESA opiera się na innowacjach technologicznych, jasnych wytycznych i współpracy międzynarodowej, aby osiągnąć ten cel. Ponieważ jedno musi być jasne: przestrzeń kosmiczna, jakkolwiek rozległa by się nie wydawała, jest zasobem ograniczonym, porównywalnym z wodą pitną.
Czy znasz konkretne przykłady misji kosmicznych lub technologii, w których ESA skutecznie przyczyniła się do zmniejszenia ilości śmieci kosmicznych?
W Darmstadt opracowaliśmy wiodące na świecie modele „Bezpieczeństwa Kosmicznego” do aktywnego usuwania śmieci kosmicznych. Jednym z przykładów jest planowana misja ClearSpace-1, która po raz pierwszy wychwyci uszkodzony element satelity i w kontrolowany sposób zdeorbituje go. Misja ta stanowi prototyp przyszłych operacji oczyszczania kosmosu.
Ponadto ESA koncentruje się na środkach zapobiegawczych, opracowując nowe wytyczne dotyczące projektowania satelitów, które zapewnią, że po zakończeniu misji na orbicie nie pozostaną żadne śmieci. Obejmuje to wymóg budowy satelitów zdolnych do autonomicznego opuszczenia orbity po zakończeniu okresu eksploatacji. Dzięki tej połączonej strategii monitorowania, zapobiegania i celowego usuwania odpadów, ESA aktywnie działa na rzecz zrównoważonego wykorzystania przestrzeni kosmicznej.
W jaki sposób Państwa biuro w Darmstadt współpracuje z partnerami międzynarodowymi w celu opracowania globalnej strategii walki ze śmieciami kosmicznymi? Czy ESA musi stawić czoła jakimś wyzwaniom natury prawnej lub politycznej w kontekście walki ze śmieciami kosmicznymi, szczególnie w kontekście międzynarodowym?
Nasze prawo kosmiczne sięga lat 70. i 80. XX wieku i w obecnej formie nie jest ukierunkowane na problem śmieci kosmicznych. Wytyczne opracowane w celu minimalizacji ilości śmieci kosmicznych powinny zostać pilnie włączone do prawa międzynarodowego. Znaczenie tego wdrożenia jest szczególnie duże dla niektórych krajów, podczas gdy inne wydają się być mniej dotknięte. Niemniej jednak ryzyko związane ze śmieciami kosmicznymi pozostaje takie samo dla wszystkich – to globalne wyzwanie, które wymaga wspólnych działań państw.
Tym bardziej istotne jest opracowanie i znaczenie Karty Zero Debris, opracowanej przez ESOC we współpracy z innymi interesariuszami branży kosmicznej. Określają one zarówno nadrzędne zasady przewodnie, jak i konkretne cele, mające na celu znaczące zmniejszenie ilości śmieci kosmicznych do 2030 roku. Ponad 100 sygnatariuszy podkreśla zaangażowanie państw i operatorów w traktowanie zrównoważonego rozwoju i odpowiedzialnego zarządzania zasobami kosmicznymi jako kwestii o istotnym znaczeniu.
Jaką rolę w redukcji śmieci kosmicznych odgrywa współpraca z prywatnymi firmami kosmicznymi i w jaki sposób rozwój turystyki kosmicznej wpływa na ten problem?
Koordynacja z operatorami komercyjnymi, takimi jak Elon Musk, ma kluczowe znaczenie, ponieważ udział usług komercyjnych w przestrzeni kosmicznej stale rośnie. Ilość i różnorodność danych satelitarnych gwałtownie rośnie, na przykład w takich obszarach jak telekomunikacja czy usługi takie jak Google Maps. Chociaż turystyka kosmiczna odbywa się obecnie na znacznie niższych orbitach, gdzie śmieci kosmiczne spalają się szybciej, rosnące wykorzystanie przestrzeni kosmicznej wymusza ścisłą współpracę w celu zapewnienia bezpieczeństwa misji i projektów ESOC realizowanych przez inne podmioty.
Jakie długoterminowe strategie i innowacje planuje ESA w celu rozwiązania problemu śmieci kosmicznych w nadchodzących dekadach?
Dalszy rozwój w walce ze śmieciami kosmicznymi w coraz większym stopniu opiera się na innowacyjnych technologiach w ramach tzw. „usług orbitalnych”. Nacisk kładziony jest na przejście od gospodarki liniowej do gospodarki o obiegu zamkniętym, umożliwiając naprawę, modyfikację lub modernizację satelitów w kosmosie, zamiast pozostawiania ich bez kontroli jako śmieci po zakończeniu okresu eksploatacji. Podejścia te mają na celu efektywniejsze wykorzystanie ograniczonych zasobów kosmosu, ponieważ przestrzeń kosmiczna staje się coraz rzadsza, a ryzyko kolizji rośnie. Naprawa i modyfikacja satelitów ma na celu nie tylko zwiększenie zrównoważonego rozwoju, ale także wydłużenie żywotności urządzeń. Jednocześnie pojawia się wyzwanie opracowania zrównoważonych i opłacalnych finansowo modeli biznesowych, aby pokryć koszty tak złożonych misji.
